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什么是細(xì)胞,細(xì)胞是什么?

來(lái)源:上海子實(shí)生物科技有限公司   2017年03月21日 10:02  

細(xì)胞 (英文名:cell)并沒(méi)有統(tǒng)一的定義,比較普遍的提法是:細(xì)胞是生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。已知除病毒之外的所有生物均由細(xì)胞所組成,但病毒生命活動(dòng)也必須在細(xì)胞中才能體現(xiàn)。

一般來(lái)說(shuō),細(xì)菌等絕大部分微生物以及原生動(dòng)物由一個(gè)細(xì)胞組成,即單細(xì)胞生物,高等植物與高等動(dòng)物則是多細(xì)胞生物。細(xì)胞可分為原核細(xì)胞、真核細(xì)胞兩類(lèi),但也有人提出應(yīng)分為三類(lèi),即把原屬于原核細(xì)胞的古核細(xì)胞獨(dú)立出來(lái)作為與之并列的一類(lèi)。研究細(xì)胞的學(xué)科稱(chēng)為細(xì)胞生物學(xué)。

細(xì)胞體形極微,在顯微鏡下始能窺見(jiàn),形狀多種多樣。主要由細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成,表面有細(xì)胞膜。高等植物細(xì)胞膜外有細(xì)胞壁,細(xì)胞質(zhì)中常有質(zhì)體,體內(nèi)有葉綠體和液泡,還有線粒體。動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁,細(xì)胞質(zhì)中常有中心體,而高等植物細(xì)胞中則無(wú)。細(xì)胞有運(yùn)動(dòng)、營(yíng)養(yǎng)和繁殖等機(jī)能。

 

細(xì)胞結(jié)構(gòu)

細(xì)胞壁

分類(lèi)在細(xì)菌、真菌、植物的生物,其組成的細(xì)胞都具有細(xì)胞壁(Cell Wall),而原生生物則有一部分的生物體具有此構(gòu)造,但是動(dòng)物沒(méi)有。

  • 植物細(xì)胞壁主要成分是纖維素,經(jīng)過(guò)有系統(tǒng)的編織形成網(wǎng)狀的外壁??煞譃?strong>中膠層、初生細(xì)胞壁、次生細(xì)胞壁。中膠層是植物細(xì)胞剛分裂完成的子細(xì)胞之間,zui先形成的間隔,主要成份是果膠質(zhì)(一種多糖類(lèi)),隨后在中膠層兩側(cè)形成初生細(xì)胞壁,初生細(xì)胞壁主要由果膠質(zhì)、木質(zhì)素和少量的蛋白質(zhì)構(gòu)成。次生細(xì)胞壁主要由纖維素組成的纖維排列而成,如同一條一條的線以接近直角的方式排列,再以木質(zhì)素等多糖類(lèi)黏接。

  • 真菌細(xì)胞壁則是由幾丁質(zhì)、纖維素等多糖類(lèi)組成,其中幾丁質(zhì)是含有碳水化合物和氨,性柔軟,有彈性,與鈣鹽混雜則硬化,形成節(jié)肢動(dòng)物的外骨骼。幾丁質(zhì)不溶于水、酒精、弱酸和弱堿等液體,有保護(hù)功能。

  • 細(xì)菌細(xì)胞壁組成以肽聚糖為主。

細(xì)胞膜

細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)緊貼著一層極薄的膜,叫做細(xì)胞膜(Cell Membrane)。這層由蛋白質(zhì)分子和磷脂雙分子層組成的薄膜,水和氧氣等小分子物質(zhì)能夠自由通過(guò),而某些離子和大分子物質(zhì)則不能自由通過(guò)。因此,它除了起著保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部的作用以外,還具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的作用:既不讓有用物質(zhì)任意地滲出細(xì)胞,也不讓有害物質(zhì)輕易地進(jìn)入細(xì)胞。此外,它能進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。

細(xì)胞膜在光學(xué)顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察,可以知道細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和脂類(lèi)分子構(gòu)成。在細(xì)胞膜的中間,是磷脂雙分子層,這是細(xì)胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側(cè)和內(nèi)側(cè),有許多球形的蛋白質(zhì)分子,它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中,或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以流動(dòng)的,可以說(shuō),細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。細(xì)胞膜的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)于它完成各種生理功能是非常重要的。[4] 

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞椒譃楸粍?dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸兩種。

(1)

協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散

被動(dòng)運(yùn)輸,是順著膜兩側(cè)濃度梯度擴(kuò)散,即由高濃度向低濃度。分為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。

①自由擴(kuò)散:物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)胞膜兩側(cè)的濃度差以及擴(kuò)散的物質(zhì)的性質(zhì)(如根據(jù)相似相溶原理,脂溶性物質(zhì)更容易進(jìn)出細(xì)胞)對(duì)自由擴(kuò)散的速率有影響,常見(jiàn)的能進(jìn)行自由擴(kuò)散的物質(zhì)有氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、尿素、膽固醇、水、氨等。

②協(xié)助擴(kuò)散:進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白擴(kuò)散。細(xì)胞膜兩側(cè)的濃度差以及載體的種類(lèi)和數(shù)目對(duì)協(xié)助擴(kuò)散的速率有影響。紅細(xì)胞吸收葡萄糖是依靠協(xié)助擴(kuò)散。

(2)主動(dòng)運(yùn)輸:物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè),需要載體蛋白的協(xié)助,同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。主動(dòng)運(yùn)輸保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要,主動(dòng)選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。各種離子由低濃度到高濃度過(guò)膜都是依靠主動(dòng)運(yùn)輸。

能進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)亩际请x子和小分子,當(dāng)大分子進(jìn)出細(xì)胞時(shí),包裹大分子物質(zhì)的囊泡從細(xì)胞膜上分離或者與細(xì)胞膜融合(胞吞和胞吐),大分子不需跨膜便可進(jìn)出細(xì)胞。 [5] 

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞膜包著的黏稠透明的物質(zhì),叫做細(xì)胞質(zhì)(Cytoplasm)。在細(xì)胞質(zhì)中還可看到一些帶折光性的顆粒,這些顆粒多數(shù)具有一定的結(jié)構(gòu)和功能,類(lèi)似生物體的各種器官,因此叫做細(xì)胞器。例如,在綠色植物的葉肉細(xì)胞中,能看到許多綠色的顆粒,這就是一種細(xì)胞器,叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進(jìn)行的。在細(xì)胞質(zhì)中,往往還能看到一個(gè)或幾個(gè)液泡,其中充滿(mǎn)著液體,叫做細(xì)胞液。在成熟的植物細(xì)胞中,液泡合并為一個(gè)中央大液泡,其體積占去整個(gè)細(xì)胞的大半。細(xì)胞質(zhì)被擠壓為一層。細(xì)胞膜以及液泡膜和

原生質(zhì)層原生質(zhì)層

兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱(chēng)為原生質(zhì)層。

植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。當(dāng)細(xì)胞液濃度小于外界濃度時(shí),細(xì)胞液中的水分就透過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入外界溶液中,使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大,當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí),原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離,也就是發(fā)生了質(zhì)壁分離。當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時(shí),外界溶液中的水分透過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液中使原生質(zhì)層復(fù)原,逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。

細(xì)胞質(zhì)不是凝固靜止的,而是緩緩地運(yùn)動(dòng)著的。在只具有一個(gè)中央液泡的細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞質(zhì)往往圍繞液泡循環(huán)流動(dòng),這樣便促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn),也加強(qiáng)了細(xì)胞器之間的相互。細(xì)胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)是一種消耗能量的生命現(xiàn)象。細(xì)胞的生命活動(dòng)越旺盛,細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)越快,反之,則越慢。細(xì)胞死亡后,其細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)也就停止了。

細(xì)胞骨架是指真核細(xì)胞中蛋白纖維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由位于細(xì)胞質(zhì)中的微絲、微管和中間纖維構(gòu)成。微絲確定細(xì)胞表面特征,使細(xì)胞能夠運(yùn)動(dòng)和收縮。微管確定膜性細(xì)胞器的位置和作為膜泡運(yùn)輸?shù)能壍?。中間纖維使細(xì)胞具有張力和抗剪切力。

細(xì)胞骨架不僅在維持細(xì)胞形態(tài)、承受外力、保持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性方面起重要作用,而且還參與許多重要的生命活動(dòng),如:在細(xì)胞分裂中細(xì)胞骨架牽引染色體分離;在細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸中,各類(lèi)小泡和細(xì)胞器可沿著細(xì)胞骨架定向運(yùn)轉(zhuǎn)。

細(xì)胞骨架在20世紀(jì)60年代后期才被發(fā)現(xiàn)。主要因?yàn)樵缙陔婄R制樣采用低溫(0-4℃)固定,而細(xì)胞骨架會(huì)在低溫下解聚。直到采用戊二醛常溫固定,人們才逐漸認(rèn)識(shí)到細(xì)胞骨架的客觀存在。[6] 

細(xì)胞器

已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞

細(xì)胞中還有一些細(xì)胞器,它們具有不同的結(jié)構(gòu),執(zhí)行著不同的功能,共同完成細(xì)胞的生命活動(dòng)。這些細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)稱(chēng)為亞顯微結(jié)構(gòu)。

①線粒體

線粒體(Mitochondria/Mitochonrion)線粒體是一些線狀、小桿狀或顆粒狀的結(jié)構(gòu),在活細(xì)胞中可用詹納斯綠(Janus green)染成藍(lán)綠色。在電子顯微鏡下觀察,線粒體表面是由雙層膜構(gòu)成的。內(nèi)膜向內(nèi)形成一些隔,稱(chēng)為線粒體嵴(Cristae)。在線粒體內(nèi)有豐富的酶系統(tǒng)。線粒體是細(xì)胞呼吸的中心,它是生物有機(jī)體借氧化作用產(chǎn)生能量的一個(gè)主要機(jī)構(gòu),它能將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等)氧化產(chǎn)生能量,儲(chǔ)存在ATP(三磷酸腺苷)的高能磷酸鍵上,供給細(xì)胞其他生理活動(dòng)的需要,因此有人說(shuō)線粒體是細(xì)胞的“動(dòng)力工廠”。

②葉綠體

紫色洋蔥鱗片葉紫色洋蔥鱗片葉

葉綠體(Chloroplasts)是綠色植物細(xì)胞中重要的細(xì)胞器,其主要功能是進(jìn)行光合作用。葉綠體由雙層膜、基粒(類(lèi)囊體)和基質(zhì)三部分構(gòu)成。類(lèi)囊體是一種扁平的小囊狀結(jié)構(gòu),在類(lèi)囊體薄膜上,有進(jìn)行光合作用必需的色素和酶。許多類(lèi)囊體疊合而成基粒?;Vg充滿(mǎn)著基質(zhì),其中含有與光合作用有關(guān)的酶?;|(zhì)中還含有DNA。[7] 

③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(Endoplasmic Reticulum)是細(xì)胞質(zhì)中由膜構(gòu)成的網(wǎng)狀管道系統(tǒng)廣泛的分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。它與細(xì)胞膜及核膜相通連,對(duì)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)及脂質(zhì)等物質(zhì)的合成和運(yùn)輸起著重要作用。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)根據(jù)其表面有無(wú)附著核糖體可分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面有附著核糖體,具有運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的功能,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)含許多酶,與糖脂類(lèi)和固醇類(lèi)激素的合成與分泌有關(guān)。

④高爾基復(fù)合體

高爾基復(fù)合體(Golgi Apparatus/Golgi Body)位于細(xì)胞核附近的網(wǎng)狀囊泡,是細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸和加工系統(tǒng)。能將粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸?shù)牡鞍踪|(zhì)進(jìn)行加工、濃縮和包裝成分泌泡和溶酶體。

⑤核糖體

核糖體(Ribosomes)是橢球形的粒狀小體,有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外表面(供給膜上及膜外蛋白質(zhì)),有些游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中(供給膜內(nèi)蛋白質(zhì),不經(jīng)過(guò)高爾基體,直接在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的酶的作用下形成空間構(gòu)形),是合成蛋白質(zhì)的重要基地。

⑥中心體

中心體(Centrosome)存在于動(dòng)物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞中,因?yàn)樗奈恢每拷?xì)胞核,所以叫中心體。每個(gè)中心體由兩個(gè)互相垂直排列的中心粒及其周?chē)奈镔|(zhì)組成,動(dòng)物細(xì)胞的中心體與有絲分裂有密切關(guān)系。中心粒(Centriole)這種細(xì)胞器的位置是固定的,具有極性的結(jié)構(gòu)。在間期細(xì)胞中,經(jīng)固定、染色后所顯示的中心粒僅僅是1或2個(gè)小顆粒。而在電子顯微鏡下觀察,中心粒是一個(gè)柱狀體,長(zhǎng)度約為0.3μm~0.5μm,直徑約為0.15μm,它是由9組小管狀的亞單位組成的,每個(gè)亞單位一般由3個(gè)微管構(gòu)成。這些管的排列方向與柱狀體的縱軸平行。

⑦液泡

液泡(Vacuole)是植物細(xì)胞中的泡狀結(jié)構(gòu)。成熟的植物細(xì)胞中的液泡很大,可占整個(gè)細(xì)胞體積的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡內(nèi)有細(xì)胞液,其中含有糖類(lèi)、無(wú)機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì),可以達(dá)到很高的濃度。因此,它對(duì)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境起著調(diào)節(jié)作用,可以使細(xì)胞保持一定的滲透壓,保持膨脹的狀態(tài)。動(dòng)物細(xì)胞也同樣有小液泡。

⑧溶酶體

囊狀小體或小泡,內(nèi)含多種水解酶,具有自溶和異溶作用。自溶作用是指溶酶體消化分解細(xì)胞內(nèi)損壞和衰老的細(xì)胞器的過(guò)程,異溶作用是指消化和分解被細(xì)胞吞噬的病原微生物及其細(xì)胞碎片的過(guò)程。溶酶體是細(xì)胞內(nèi)具有單層膜囊狀結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。其內(nèi)含有很多種水解酶類(lèi),能夠分解很多物質(zhì)。

⑨微絲及微管

在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)除上述結(jié)構(gòu)外,還有微絲(Microfilament)和微管(Microtubule)等結(jié)構(gòu),它們的主要機(jī)能不只是對(duì)細(xì)胞起骨架支持作用,以維持細(xì)胞的形狀,如在紅血細(xì)胞微管成束平行排列于盤(pán)形細(xì)胞的周緣,又如上皮細(xì)胞微絨毛中的微絲;它們也參加細(xì)胞的運(yùn)動(dòng),如有絲分裂的紡錘絲,以及纖毛、鞭毛的微管。此外,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)還有各種內(nèi)含物,如糖原、脂類(lèi)、結(jié)晶、色素等。[8] 

細(xì)胞核

細(xì)胞質(zhì)里含有一個(gè)近似球形的細(xì)胞核(Nucleus),是由更加黏稠的物質(zhì)構(gòu)成的。細(xì)胞核通常位于細(xì)胞的中央,成熟的植物細(xì)胞的細(xì)胞核,往往被中央液泡推擠到細(xì)胞的邊緣。細(xì)胞核中有一種物質(zhì),易被洋紅蘇木精、甲基綠、龍膽紫溶液等堿性染料染成深色,叫做染色質(zhì)(Chromatin)。生物體用于傳種接代的物質(zhì)即遺傳物質(zhì),就在染色質(zhì)上。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí),染色質(zhì)在分裂間期螺旋纏繞成染色體。

多數(shù)細(xì)胞只有一個(gè)細(xì)胞核,有些細(xì)胞含有兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核,如肌細(xì)胞、肝細(xì)胞等。細(xì)胞核可分為核膜、染色質(zhì)、核液和核仁四部分。核膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相通連,染色質(zhì)位于核膜與核仁之間。染色質(zhì)主要由蛋白質(zhì)和DNA組成。DNA是一種有機(jī)物大分子,又叫脫氧核糖核酸,是生物的遺傳物質(zhì)。在有絲分裂時(shí),染色體復(fù)制,DNA也隨之復(fù)制為兩份,平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中,使得后代細(xì)胞染色體數(shù)目恒定,從而保證了后代遺傳特性的穩(wěn)定。還有RNA,RNA是DNA在復(fù)制時(shí)形成的單鏈,它傳遞信息,控制合成蛋白質(zhì),其中有轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和核糖體核糖核酸(rRNA)?!〖?xì)胞核的機(jī)能是保存遺傳物質(zhì),控制生化合成和細(xì)胞代謝,決定細(xì)胞或機(jī)體的性狀表現(xiàn),把遺傳物質(zhì)從細(xì)胞(或個(gè)體)一代一代傳下去。但細(xì)胞核不是孤立的起作用,而是和細(xì)胞質(zhì)相互作用、相互依存而表現(xiàn)出細(xì)胞統(tǒng)一的生命過(guò)程。細(xì)胞核控制細(xì)胞質(zhì);細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞的分化、發(fā)育和遺傳也有重要的作用[9]  。

屬性特征

編輯

大小

原核細(xì)胞直徑

顯微鏡下的細(xì)胞顯微鏡下的細(xì)胞

平均: 1~10μm;

真核細(xì)胞直徑平均: 3~30μm;

某些不同來(lái)源的細(xì)胞大小變化很大:

人卵細(xì)胞:直徑0.1mm;鴕鳥(niǎo)卵細(xì)胞:直徑5cm;

同類(lèi)型細(xì)胞的體積一般是相近的,不依生物個(gè)體的大小而增大或縮小;

器官的大小主要決定于細(xì)胞的數(shù)量,與細(xì)胞的數(shù)量成正比,而與細(xì)胞的大小無(wú)關(guān),這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“細(xì)胞體積的守恒定律”。[10] 

共性

細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)

1.所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)及糖被構(gòu)成的生物膜(注意 :癌細(xì)胞無(wú)糖被,容易游走擴(kuò)散),即細(xì)胞膜。

2.所有的細(xì)胞都含有兩種核酸:即DNA與RNA。

3.作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。

4.作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體,毫無(wú)例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。核糖體,是蛋白質(zhì)合成的必須機(jī)器,在細(xì)胞遺傳信息流的傳遞中起著*的作用。

5.基本上所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。(少數(shù)不是,如藍(lán)藻的有些種類(lèi)從老細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生新細(xì)胞)

6.部分細(xì)胞能進(jìn)行自我增殖和遺傳(高度分化的細(xì)胞無(wú)法自我增殖。)

7.新陳代謝。

8.細(xì)胞都具有運(yùn)動(dòng)性,包括細(xì)胞自身的運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。

注:病毒不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

種類(lèi)

編輯

真核細(xì)胞

真核細(xì)胞 eukaryotic cell 指含有真核(被核膜包圍的核)的細(xì)胞。其染色體數(shù)在一個(gè)以上,能進(jìn)行有絲分裂。還能進(jìn)行原生質(zhì)流動(dòng)和變形運(yùn)動(dòng)。而光合作用和氧化磷酸化作用則分別由葉綠體和線粒體進(jìn)行。除細(xì)菌和藍(lán)藻植物的細(xì)胞以外,所有的動(dòng)物細(xì)胞以及植物細(xì)胞都屬于真核細(xì)胞。由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱(chēng)為真核生物。在真核細(xì)胞的核中,DNA與組蛋白等蛋白質(zhì)共同組成染色體結(jié)構(gòu),在核內(nèi)可看到核仁。在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)很發(fā)達(dá),存在著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和溶酶體等細(xì)胞器,分別行使特異的功能。

真核生物包括我們熟悉的動(dòng)植物以及微小的原生動(dòng)物、單細(xì)胞海藻、真菌、苔蘚等。真核細(xì)胞具有一個(gè)或多個(gè)由雙膜包裹的細(xì)胞核,遺傳物質(zhì)包含于核中,并以染色體的形式存在。染色體由少量的組蛋白及某些富含精氨酸和賴(lài)氨酸的堿性蛋白質(zhì)構(gòu)成。真核生物進(jìn)行有性繁殖,并進(jìn)行有絲分裂。

原核細(xì)胞

原核細(xì)胞(Prokaryotic cell)沒(méi)有核膜,遺傳物質(zhì)集中在一個(gè)沒(méi)有明確界限的低電子密度區(qū),稱(chēng)為擬核(nucleoid)。DNA為裸露的環(huán)狀分子,通常沒(méi)有結(jié)合蛋白,環(huán)的直徑約為2.5nm,周長(zhǎng)約幾十納米。大多數(shù)原核生物沒(méi)有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng),核糖體為70S型,原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱(chēng)為原核生物,均為單細(xì)胞生物。

組成原核生物的細(xì)胞。這類(lèi)細(xì)胞主要特征是沒(méi)有明顯可見(jiàn)的細(xì)胞核,同時(shí)也沒(méi)有核膜和核仁,只有擬核,進(jìn)化地位較低。

原核細(xì)胞 Procaryotic/Prokaryotic cell 指沒(méi)有核膜且不進(jìn)行有絲分裂、減數(shù)分裂、無(wú)絲分裂的細(xì)胞。這種細(xì)胞不發(fā)生原生質(zhì)流動(dòng),觀察不到變形蟲(chóng)樣運(yùn)動(dòng)。鞭毛(Flagellum)呈單一的結(jié)構(gòu)。光合作用、氧化磷酸化在細(xì)胞膜進(jìn)行,沒(méi)有葉綠體(Chloroplast)、線粒體(Mitochondrion)等細(xì)胞器(Organelles)的分化,只有核糖體。由這種細(xì)胞構(gòu)成的生物,稱(chēng)為原核生物,它包括所有的細(xì)菌和藍(lán)藻類(lèi)。即構(gòu)成細(xì)菌和藍(lán)藻等低等生物體的細(xì)胞。它沒(méi)有真正的細(xì)胞核(Nucleus),只有原核或擬核,所含的一個(gè)基因帶(或染色體),是環(huán)狀雙股單一順序的脫氧核糖核酸分子(Circular DNA),沒(méi)有組蛋白(Histone)與之結(jié)合無(wú)核仁(Nucleolus),缺乏核膜(Nuclear envelope)。外層原生質(zhì)中有70 S核糖體與中間體,缺乏高爾基體(Golgi)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(E.R.)、線粒體和中心體(Centrosomes)等。轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯(Transcription and translation)同時(shí)進(jìn)行,四周質(zhì)膜內(nèi)含有呼吸酶。無(wú)有絲分裂(Mitosis)和減數(shù)分裂(Meiosis),脫氧核糖核酸(DNA)復(fù)制后,細(xì)胞隨即分裂為二。

古核細(xì)胞

古核細(xì)胞也稱(chēng)古細(xì)菌(Archaebacteria):是一類(lèi)很特殊的細(xì)菌,多生活在的生態(tài)環(huán)境中。具有原核生物的某些特征,如無(wú)核膜及內(nèi)膜系統(tǒng);也有真核生物的特征,如以甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對(duì)氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細(xì)胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白;此外還具有既不同于原核細(xì)胞也不同于真核細(xì)胞的特征,如:細(xì)胞膜中的脂類(lèi)是不可皂化的;細(xì)胞壁不含肽聚糖,有的以蛋白質(zhì)為主,有的含雜多糖,有的類(lèi)似于肽聚糖,但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。

嗜熱菌(Themophiles):能生長(zhǎng)在90℃以上的高溫環(huán)境。如斯坦福大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌,zui適生長(zhǎng)溫度為100℃,80℃以下即失活,德國(guó)的斯梯特(K. Stetter)研究組在意大利海底發(fā)現(xiàn)的一族古細(xì)菌,能生活在110℃以上高溫中,zui適生長(zhǎng)溫度為98℃,降至84℃即停止生長(zhǎng);美國(guó)的J. A. Baross發(fā)現(xiàn)一些從火山口中分離出的細(xì)菌可以生活在250℃的環(huán)境中。嗜熱菌的營(yíng)養(yǎng)范圍很廣,多為異養(yǎng)菌,其中許多能將硫氧化以取得能量。

嗜鹽菌(Extremehalophiles):生活在高鹽度環(huán)境中,鹽度可達(dá)25%,如死海和鹽湖中。嗜鹽菌的細(xì)胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白組成,這種細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的完整由離子鍵維持,高Na+濃度對(duì)于其細(xì)胞壁蛋白質(zhì)亞單位之間的結(jié)合,保持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性是必需的。當(dāng)從高鹽環(huán)境轉(zhuǎn)到低鹽環(huán)境后,一方面細(xì)胞壁蛋白解聚為蛋白質(zhì)單體,使胞壁失去完整;另一方面細(xì)胞內(nèi)外離子濃度平衡打破,細(xì)胞吸水膨脹,zui終引起胞壁破裂,菌體*自溶。

嗜酸菌(Acidophiles):能生活在pH值1以下的環(huán)境中,往往也是嗜高溫菌,生活在火山地區(qū)的酸性熱水中,能氧化硫,硫酸作為代謝產(chǎn)物排出體外。

嗜堿菌(Alkaliphiles):多數(shù)生活在鹽堿湖或堿湖、堿池中,生活環(huán)境pH值可達(dá)11.5以上,zui適pH值8~10。[11] 

活動(dòng)進(jìn)程

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分裂

一個(gè)細(xì)胞分裂為兩個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。分裂前的細(xì)胞稱(chēng)母細(xì)胞,分裂后形成的新細(xì)胞稱(chēng)子細(xì)胞。細(xì)胞分裂通常包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩步。在核分裂過(guò)程中母細(xì)胞把遺傳物質(zhì)傳給子細(xì)胞。在單細(xì)胞生 物中細(xì)胞分裂就是個(gè)體的繁殖,在多細(xì)胞生物中細(xì)胞分裂是個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)。[12] 

分化

細(xì)胞的分化是指分裂后的細(xì)胞,在形態(tài),結(jié)構(gòu)和功能上向著不同方向變化的過(guò)程。細(xì)胞分化是形成不同的組織,分化前和分化后的細(xì)胞不屬于一類(lèi)型。那些形態(tài)相似的,結(jié)構(gòu)相同,具有一定功能的細(xì)胞群叫做組織。不同的組織,按一定的順序組成器官。各種器官協(xié)調(diào)配合,形成系統(tǒng)。各種器官和系統(tǒng)組成生命體。細(xì)胞的癌變是細(xì)胞的一種不正常的分化方式。每個(gè)正常細(xì)胞細(xì)胞核內(nèi)都有原癌基因。發(fā)生癌變的細(xì)胞原本是正常細(xì)胞,由于受到外界致癌因子(致癌因子包括物理致癌因子,主要指輻射,如紫外線,X射線等 ),化學(xué)致癌因子(例如,亞硝酸鹽等 ),生物致癌因子(Rous肉瘤病毒、乙肝病毒等)作用,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)原癌基因被激活,激活的原癌基因控制細(xì)胞發(fā)生癌變。

癌變的細(xì)胞在細(xì)胞形態(tài)、結(jié)果、功能上都發(fā)生了一定的變化。

死亡

細(xì)胞死亡是細(xì)胞衰老的結(jié)果,是細(xì)胞生命現(xiàn)象的終止。包括急性死亡(細(xì)胞壞死)和程序化死亡(細(xì)胞凋亡)。細(xì)胞死亡zui顯著的現(xiàn)象,是原生質(zhì)的凝固。事實(shí)上細(xì)胞死亡是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程,要決定一個(gè)細(xì)胞何時(shí)已死亡是較因難的。除非用固定液等人為因素瞬間使其死亡。那么,怎樣鑒定一個(gè)細(xì)胞是否死亡了呢?通常 采用活體染色法來(lái)鑒定。如用中性紅染色時(shí),生活細(xì)胞只有液泡系染成紅色,如果染料擴(kuò)散,細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核都染成紅色,則標(biāo)志這個(gè)細(xì)胞已死亡。

皮膚細(xì)胞皮膚細(xì)胞

細(xì)胞衰老的研究只是整個(gè)衰老生物學(xué)(老年學(xué),人類(lèi)學(xué))研究中的一部分。所謂衰老生物學(xué)(Biology of senescence)(或稱(chēng)老年學(xué),Gerontology)是研究生物衰老的現(xiàn)象、過(guò)程和規(guī)律。其任務(wù)是要揭示生物(人類(lèi))衰老的特征,探索發(fā)生衰老的原因和機(jī)理,尋找推遲衰老的方法,根本目的在于延長(zhǎng)生物(人類(lèi)的壽命。多細(xì)胞有機(jī)體細(xì)胞,依壽命長(zhǎng)短不同可劃分為兩類(lèi),即干細(xì)胞和功能細(xì) 胞。干細(xì)胞在整個(gè)一生都保持分裂能力,直到達(dá)到zui高分裂次數(shù)便衰老死亡。如 表皮生發(fā)層細(xì)胞,生血干細(xì)胞等。

細(xì)胞凋亡(Apoptosis)是一個(gè)主動(dòng)的由基因決定的自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程,也常常被稱(chēng)為程序化細(xì)胞死亡(Programmed cell death,PCD)。凋亡細(xì)胞將被吞噬細(xì)胞吞噬。這一假說(shuō)是基于Hayflick界限提出的:1961年Hayflick根據(jù)人胚胎細(xì)胞的傳代培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)提出。指細(xì)胞在發(fā)育的一定階段出現(xiàn)正常的自然死亡,它與細(xì)胞的病理死亡有根本的區(qū)別。細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)行,自穩(wěn)平衡的保持以及抵御外界各種因素的干擾方面都起著非常關(guān)鍵的作用。例如:蝌蚪尾的消失,骨髓和腸的細(xì)胞凋亡,脊椎動(dòng)物 的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,發(fā)育過(guò)程中手和足的成形過(guò)程。[13] 

繁殖方式

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細(xì)胞的繁殖是通過(guò)細(xì)胞的分裂來(lái)實(shí)現(xiàn)的,連續(xù)分裂的細(xì)胞從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始到下一次分裂完成時(shí)為止為一個(gè)細(xì)胞周期。細(xì)胞分裂的方式共有四種,其中真核細(xì)胞有3種:有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂,前兩種為體細(xì)胞分裂;而原核細(xì)胞的分裂方式為二分裂。

有絲分裂

從細(xì)胞在一次分裂結(jié)束后到下一次分裂之前是分裂間期,細(xì)胞周期的大部分時(shí)間處于分裂間期,大約占細(xì)胞的90%~95%,分裂間期中,細(xì)胞完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。在分裂間期結(jié)束之后,就進(jìn)入分裂期。分裂期是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程,人們?yōu)榱搜芯糠奖悖逊至衅诜譃樗膫€(gè)時(shí)期:前期、中期、后期、末期。

1.前期; 是細(xì)胞分裂的開(kāi)始。細(xì)胞外形一般變圓,中心體的中心粒分離,并向細(xì)胞的兩極移動(dòng)。四周出現(xiàn)發(fā)射狀細(xì)絲。核膨大、脫氧核糖核酸增多,
  核染色加深,不規(guī)則的染色質(zhì)形成絲狀染色體,并縮短變粗。核仁及核膜消失,核質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)混合。
  2.中期; 兩個(gè)中心體接近兩極,它們之間有絲相連,呈紡錘形,叫紡錘體。染色體移到細(xì)胞中央赤道部,呈星芒狀排列;后來(lái)染色體縱裂為二。
  3.后期;已經(jīng)縱裂的染色體分為兩組,由赤道部向兩極的中心體方向移動(dòng),細(xì)胞器亦隨之均等分配。趨向兩極,細(xì)胞體在赤道部開(kāi)始橫縊變窄。
  4.末期;染色體移動(dòng)到兩極的中心體附近,重新聚到一起,轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧|(zhì)絲,核膜、核仁、又重新出現(xiàn)。細(xì)胞體在赤道部愈益狹窄

植物細(xì)胞的有絲分裂與動(dòng)物細(xì)胞類(lèi)似。但是高等植物細(xì)胞中沒(méi)有中心體,紡錘絲由細(xì)胞兩級(jí)發(fā)出。分裂末期不是由細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷將兩個(gè)細(xì)胞分開(kāi),而是在細(xì)胞中央赤道處形成細(xì)胞板。

無(wú)絲分裂

直接分裂是zui早發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式,早在1841年就在雞胚的血細(xì)胞中看到。因?yàn)檫@種分裂方式是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的直接分裂,所以叫做直接分裂。又因?yàn)榉至褧r(shí)沒(méi)有紡錘絲出現(xiàn),所以叫做無(wú)絲分裂。只有部分動(dòng)物的部分細(xì)胞可以進(jìn)行無(wú)絲分裂,比如蛙的紅細(xì)胞。

直接分裂的早期,球形的細(xì)胞核和核仁都伸長(zhǎng)。然后細(xì)胞核進(jìn)一步伸長(zhǎng)呈啞鈴形,中央部分狹細(xì)。zui后,細(xì)胞核分裂,這時(shí)細(xì)胞質(zhì)也隨著分裂,并且在滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的參與下形成細(xì)胞膜。在直接分裂中,核膜和核仁都不消失,沒(méi)有染色體的出現(xiàn),當(dāng)然也就看不到染色體復(fù)制的規(guī)律性變化。但是,這并不說(shuō)明染色質(zhì)沒(méi)有發(fā)生深刻的變化,實(shí)際上染色質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制,并且細(xì)胞要增大。當(dāng)細(xì)胞核體積增大一倍時(shí),細(xì)胞核就發(fā)生分裂,核中的遺傳物質(zhì)就分配到子細(xì)胞中去。至于核中的遺傳物質(zhì)DNA是如何分配的,還有待進(jìn)一步的研究。

關(guān)于直接分裂的問(wèn)題,長(zhǎng)期以來(lái)就有不同的看法。有些人認(rèn)為直接分裂不是正常細(xì)胞的增殖方式,而是一種異常分裂現(xiàn)象;另一些人則主張直接分裂是正常細(xì)胞的增殖方式之一,主要見(jiàn)于高度分化的細(xì)胞,如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞等。

減數(shù)分裂

這種細(xì)胞分裂形式是隨著配子生殖而出現(xiàn)的,凡是進(jìn)行有性生殖的動(dòng)、植物都有減數(shù)分裂過(guò)程。減數(shù)分裂與正常的有絲分裂的不同點(diǎn),在于減數(shù)分裂時(shí)進(jìn)行2次連續(xù)的核分裂,細(xì)胞分裂了2次,其中染色體只分裂一次,結(jié)果染色體的數(shù)目減少一半。

減數(shù)分裂發(fā)生的時(shí)間,每類(lèi)生物是固定的,但在不同生物類(lèi)群之間可以是不同的。大致可分為3種類(lèi)型,一是合子減數(shù)分裂或稱(chēng)始端減數(shù)分裂,減數(shù)分裂發(fā)生在受精卵開(kāi)始卵裂時(shí),結(jié)果形成具有半數(shù)染色體數(shù)目的有機(jī)體。這種減數(shù)分裂形式只見(jiàn)于很少數(shù)的低等生物。二是孢子減數(shù)分裂或稱(chēng)中間減數(shù)分裂,發(fā)生在孢子形成時(shí),即在孢子體和配子體世代之間。這是高等植物的特征。三是配子減數(shù)分裂或稱(chēng)終端減數(shù)分裂,是一般動(dòng)物的特征,包括所有后生動(dòng)物、人和一些原生動(dòng)物。這種減數(shù)分裂發(fā)生在配子形成時(shí),發(fā)生在配子形成過(guò)程中成熟期的zui后2次分裂,結(jié)果形成精子和卵。

減數(shù)分裂的具體過(guò)程是很復(fù)雜的,它包括2次細(xì)胞分裂。*次分裂的前期較長(zhǎng),一般把這個(gè)前期分為細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期,這前期Ⅰ(表示*次分裂前期)之后是中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ;經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂間期(很短或看不出來(lái)),進(jìn)入前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ,也有的不經(jīng)過(guò)間期。

在減數(shù)分裂過(guò)程中,細(xì)胞分裂2次,但染色體只分裂一次,結(jié)果染色體數(shù)目減少了一半。一般說(shuō)來(lái),*次分裂是同源染色體分開(kāi),染色體的數(shù)目減少一半,是減數(shù)分裂。第二次分裂是姊妹染色單體分開(kāi),染色體的數(shù)目沒(méi)有減少,是等數(shù)分裂。但嚴(yán)格說(shuō)來(lái),這樣說(shuō)是籠統(tǒng)的。如果從遺傳上來(lái)分析,并不如此簡(jiǎn)單,因?yàn)樗婕暗饺旧w的交換、重組等。

減數(shù)分裂對(duì)維持物種的染色體數(shù)目的恒定性,對(duì)遺傳物質(zhì)的分配、重組等都具有重要意義,這對(duì)生物的進(jìn)化發(fā)展都是極為重要的。[12] 

二分裂

細(xì)菌等多數(shù)微生物的無(wú)性繁殖方式。在分裂過(guò)程中菌體細(xì)胞的長(zhǎng)度先延伸約兩倍,中部由胞漿和細(xì)胞壁形成分隔,染色體分裂,分配到兩個(gè)細(xì)胞中,zui后形成兩個(gè)形狀和大小基本相同的子細(xì)胞,其增殖速度以

  

的幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。分裂后子細(xì)胞可能彼此分離,也可能連在一起而成對(duì)、成鏈、成叢或疊聯(lián)等。酵母也以二分裂法繁殖[14]  。

化學(xué)成分

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組成細(xì)胞的基本元素是:O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg,其中O、C、H、N四種元素占90%以上。細(xì)胞化學(xué)物質(zhì)可分為兩大類(lèi):無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。在無(wú)機(jī)物中水是zui主要的成分,約占細(xì)胞物質(zhì)總含量的75%-80%。

一、水與無(wú)機(jī)鹽

(一)水是原生質(zhì)zui基本的物質(zhì)

水在細(xì)胞中不僅含量zui大,而且由于它具有一些*的物理化學(xué)屬性,使其在生命起源和形成細(xì)胞有序結(jié)構(gòu)方面起著關(guān)鍵的作用。可以說(shuō),沒(méi)有水,就不會(huì)有生命。水在細(xì)胞中以?xún)煞N形式存在:一種是游離水,約占95%;另一種是結(jié)合水,通過(guò)氫鍵或其他鍵同蛋白質(zhì)結(jié)合,約占4%~5%。隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)和衰老,細(xì)胞的含水量逐漸下降,但是活細(xì)胞的含水量不會(huì)低于75%。

水在細(xì)胞中的主要作用是,溶解無(wú)機(jī)物、調(diào)節(jié)溫度、參加酶反應(yīng)、參與物質(zhì)代謝和形成細(xì)胞有序結(jié)構(gòu)。

(二)無(wú)機(jī)鹽

細(xì)胞中無(wú)機(jī)鹽的含量很少,約占細(xì)胞總重的1%。鹽在細(xì)胞中解離為離子,離子的濃度除了具有調(diào)節(jié)滲透壓和維持酸堿平衡的作用外,還有許多重要的作用。

主要的陰離子有Cl-、PO4-和HCO3-,其中磷酸根離子在細(xì)胞代謝活動(dòng)中zui為重要:①在各類(lèi)細(xì)胞的能量代謝中起著關(guān)鍵作用;②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的組成成分;③調(diào)節(jié)酸堿平衡,對(duì)血液和組織液pH起緩沖作用。

主要的陽(yáng)離子有:Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。

二、細(xì)胞的有機(jī)分子

細(xì)胞中有機(jī)物達(dá)幾千種之多,約占細(xì)胞干重的90%以上,它們主要由碳、氫、氧、氮等元素組成。有機(jī)物中主要由四大類(lèi)分子所組成,即蛋白質(zhì)、核酸、脂類(lèi)和糖,這些分子約占細(xì)胞干重的90%以上。

(一)蛋白質(zhì)

在生命活動(dòng)中,蛋白質(zhì)是一類(lèi)極為重要的大分子,幾乎各種生命活動(dòng)無(wú)不與蛋白質(zhì)的存在有關(guān)。蛋白質(zhì)不僅是細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu)成分,而且更重要的是,生物專(zhuān)有的催化劑--酶是蛋白質(zhì),因此細(xì)胞的代謝活動(dòng)離不開(kāi)蛋白質(zhì)。一個(gè)細(xì)胞中約含有104種蛋白質(zhì),分子的數(shù)量達(dá)1011個(gè)。

(二)核酸

核酸是生物遺傳信息的載體分子,所有生物均含有核酸。核酸是由核苷酸單體聚合而成的大分子。核酸可分為核糖核酸RNA和脫氧核糖核酸兩大類(lèi)DNA。當(dāng)溫度上升到一定高度時(shí),DNA雙鏈即解離為單鏈,稱(chēng)為變性(denaturation)或熔解(melting),這一溫度稱(chēng)為熔解溫度(melting temperature,Tm)。堿基組成不同的DNA,熔解溫度不一樣,含G-C對(duì)(3條氫鍵)多的DNA,Tm高;含A-T對(duì)(2條氫鍵)多的,Tm低。當(dāng)溫度下降到一定溫度以下,變性DNA的互補(bǔ)單鏈又可通過(guò)在配對(duì)堿基間形成氫鍵,恢復(fù)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),這一過(guò)程稱(chēng)為復(fù)性(renaturation)或退火(annealing)。

(三)糖類(lèi)

細(xì)胞中的糖類(lèi)既有單糖,也有多糖。細(xì)胞中的單糖是作為能源以及與糖有關(guān)的化合物的原料存在。重要的單糖為五碳糖(戊糖)和六碳糖(己糖),其中zui主要的五碳糖為核糖,zui重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關(guān)鍵單糖,而且是構(gòu)成多糖的主要單體。

多糖在細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分中占有主要的地位。細(xì)胞中的多糖基本上可分為兩類(lèi):一類(lèi)是營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備多糖;另一類(lèi)是結(jié)構(gòu)多糖。作為食物儲(chǔ)備的多糖主要有兩種,在植物細(xì)胞中為淀粉(starch),在動(dòng)物細(xì)胞中為糖元(glycogen)。在真核細(xì)胞中結(jié)構(gòu)多糖主要有纖維素(cellulose)和幾丁質(zhì)(chitin)。

(四)脂類(lèi)

脂類(lèi)包括:脂肪酸、中性脂肪、類(lèi)固醇、蠟、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、類(lèi)胡蘿卜素等。脂類(lèi)化合物難溶于水,而易溶于非極性有機(jī)溶劑。

1、中性脂肪(neutral fat)

①甘油酯:它是脂肪酸的羧基同甘油的羥基結(jié)合形成的甘油三酯(triglyceride)。甘油酯是動(dòng)物和植物體內(nèi)脂肪的主要貯存形式。當(dāng)體內(nèi)碳水化合物、蛋白質(zhì)或脂類(lèi)過(guò)剩時(shí),即可轉(zhuǎn)變成甘油酯貯存起來(lái)。甘油酯為能源物質(zhì),氧化時(shí)可比糖或蛋白質(zhì)釋放出高兩倍的能量。營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí),就要?jiǎng)佑酶视王ヌ峁┠芰俊?/p>

②蠟:脂肪酸同長(zhǎng)鏈脂肪族一元醇或固醇酯化形成蠟(如蜂蠟)。蠟的碳?xì)滏満荛L(zhǎng),熔點(diǎn)要高于甘油酯。細(xì)胞中不含蠟質(zhì),但有的細(xì)胞可分泌蠟質(zhì)。如:植物表皮細(xì)胞分泌的蠟?zāi)?;同翅目昆蟲(chóng)的蠟腺、如高等動(dòng)物外耳道的耵聹腺。

2、磷脂

磷脂對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和代謝至關(guān)重要,它是構(gòu)成生物膜的基本成分,也是許多代謝途徑的參與者。分為甘油磷脂和鞘磷脂兩大類(lèi)。

3、糖脂

糖脂也是構(gòu)成細(xì)胞膜的成分,與細(xì)胞的識(shí)別和表面抗原性有關(guān)。

4、萜類(lèi)和類(lèi)固醇類(lèi)

這兩類(lèi)化合物都是異戊二烯(Isoptene)的衍生物,都不含脂肪酸。

生物中主要的萜類(lèi)化合物有胡蘿卜素和維生素A、E、K等。還有一種多萜醇磷酸酯,它是細(xì)胞質(zhì)中糖基轉(zhuǎn)移酶的載體。

類(lèi)固醇類(lèi)(Steroids)化合物又稱(chēng)甾類(lèi)化合物,其中膽固醇是構(gòu)成膜的成分。另一些甾類(lèi)化合物是激素類(lèi),如雌性激素、雄性激素、腎上腺激素等。

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